创造力，发现，参与
独一无二的学习方式
在材料科学与生物物理学系列研讨会上，了解最新的研究，并与学者建立关系，这些研讨会将来自世界各地的专家带到校园讨论他们的最新发现。欢迎大家！
|
软着陆质谱：从新材料到生物相关纳米颗粒星期五，2025年1月24日 健康科学大楼EC 1210 下午2:00 - 3:00 主持人：Trinanjan Datta博士（tdatta@augusta.edu） 软着陆是研究新材料的有力候选，因为它允许快速生成单分散表面。这是一种强大的实验技术，能够非常快速地产生各种相位。众所周知，在气相中，一些体系表现出在凝聚态中无法达到的化学计量。软着陆是研究这些系统的一个独特平台，因为它允许人们制作通常研究人员无法进入的材料的可用表面。此外，一些系统在空气中表现出有限的稳定性，这使得原位多分析平台特别有趣。软着陆也可以允许纳米颗粒的精确分类与无数的来源生产。纳米粒子（NPs）被正确地定义为1到100纳米范围内的粒子（但可以更大），已经成为纳米生物技术领域的兴趣。材料在纳米尺度上所表现出的独特的物理化学性质，为NPs在人类癌症诊断和治疗中的生物应用开辟了许多新颖和革命性的方法。金属成分、尺寸和形状等因素在生物医学应用中实施NPs时起着至关立即博的作用。在这里，我将介绍我们实验室开发的用于新材料和纳米颗粒生产和落地的仪器。这次演讲将集中讨论软着陆领域的发展、特征和未来的应用。 |
|
|
利用光探测和控制量子磁体：来自RIXS和Floquet理论的见解星期五，2025年3月14日 健康科学大楼EC 1210 下午2:00 - 3:00 主持人：Trinanjan Datta博士（tdatta@augusta.edu）
量子磁学的研究既具有挑战性，又对推进现代技术至关立即博。实验技术的最新进展突出了光在探测和控制量子磁体方面的关键作用。共振非弹性x射线散射（RIXS）利用x射线区的光已经成为探测量子磁体的有力工具。在这次演讲中，我将展示如何利用RIXS来探测量子磁体中的分数准粒子，重点是在一维铜酸盐中实现的量子自旋液相。具体来说，我将讨论在这些系统中观察到的四自旋子激发，并给出使用Kramers-Heisenberg形式主义的超短核孔寿命展开导出的相关函数，建立RIXS作为非弹性中子散射的补充技术。除了探测之外，可见光为控制量子磁体和设计自然界中不存在的新型量子相提供了一个动态平台。我将提出利用多轨道Floquet理论在钌酸盐中实现Kitaev蜂窝模型的量子自旋液相的途径。此外，我将讨论利用光来操纵这些系统的最新实验进展，强调其在量子磁性中的变革潜力。 |
|
|
骨组织再生中细胞和形态原传递的纳米微材料星期五，2025年4月25日 健康科学大楼EC 1210 下午2:00 - 3:00 主持人：Mustafa Culha博士（mculha@augusta.edu） 纳米尺度的发现从实验室到临床的转化有望带来新的诊断工具、药物靶向模式、基因治疗平台和组织再生的细胞结构。胎儿发育过程中的组织形态发生高度依赖于针对祖细胞的多种形态因子的时空表达。在胎儿发育过程中，间充质干细胞（MSCs）和内皮细胞集落形成细胞（ecfc）结合两种祖细胞之间的旁分泌信号参与了骨组织的形成。侵袭的ecfc分泌成骨形成因子（BMP）刺激细胞分化和矿化，而分化的MSCs释放血管形成因子（VEGF）刺激代谢活跃的成骨细胞形成毛细血管。关节软骨的胎儿发育始于早期肢芽间充质干细胞的凝结，形成以高细胞密度为特征的间充质。在凝结之后，多种形态因子（TGF-β、BMP-7、IGF-1和IHH）的顺序和定时表达导致关节软骨形成浅层、中层、深层和钙化区，每个区都具有独特的基质组成、组织和细胞表达。我将在这次研讨会上介绍纳米和微观尺度的材料和策略，用于间充质干细胞的扩增和骨骼组织再生中形态发生蛋白的时空传递。
|
|
|
性染色体介导动脉硬化和血压调节的机制星期五，2025年4月18日 健康科学大楼EC 1210 下午2:00 - 3:00 主持人：Josefa Guerrero-Millan博士（jguerreromillan@augusta.edu） 中年后血压和动脉硬化增加，在女性中更为严重。动脉硬化促进血管损伤和重塑，从而以性别依赖的方式导致动脉粥样硬化疾病。在这个报告中，我们使用无线遥测和动脉硬化的脉搏波速度（PWV）来测量血压。为了研究结构血管重塑，我们在压力肌图上插管颈动脉，使用应力应变作为结构刚度的替代。本研究采用性染色体突变的四核基因型（FCG）小鼠模型，使雄性和雌性小鼠具有XX或XY性染色体。当我们从小鼠模型中去除卵巢和睾丸时，我们消除了性激素，并研究了性染色体对血压和动脉硬化的贡献。我们的研究结果显示，与XY雌性小鼠相比，XX的PWV和血压有所增加。我们提出了x连锁基因在调节血压和动脉僵硬中的作用。
|
|
Mustafa Culha，博士，化学教授
|
六方氮化硼及其从纳米医学到纳米光子学的应用星期五，2024年9月6日 健康科学大楼EC 1218 下午2:00 - 3:00 主持人：Trinanjan Datta博士（tdatta@augusta.edu） 六方氮化硼是一种具有独特物理化学性质的二维纳米材料。它们是由硼(B)和氮(N)原子以类似石墨烯的六边形模式形成的共价键形成的。因此，它们的性质经常被比较，但由于与石墨烯中的C-C键相比，B和N原子的电负性不同，它们具有相当不同的性质，其中s键中的电子云更多地定位在N原子上。键p由B的空p轨道和N的满p轨道组成。立即博，N的电子离域较小。因此，化学键更加离子化，电子态的对称性被打破。由于这种电子结构，带隙相当宽（~5.9 eV），因此它们失去了导电性。然而，这种电子结构带来了其他新的光子特性，包括单光子发射。近年来，hBNs由于其生物相容性、低毒性以及通过其降解产物在中子捕获治疗、药物传递和癌症治疗方面的潜在应用，也引起了生物医学研究人员的注意。在这次演讲中，我将介绍我们利用这些独特的纳米材料作为纳米载体，癌症治疗和单光子发射器的努力。 |
|
|
细胞软化/硬化作为形态发生的驱动因素星期五，2024年10月4日 健康科学大楼EC 1218 下午2:00 - 3:00 主持人：Abdul Malmi-Kakkada博士（amalmikakkada@augusta.edu） 在动物发育过程中，三维形态的获得是细胞力和细胞力学特性相互作用的结果。虽然细胞力的产生和传递已被广泛探索，但对细胞材料特性知之甚少，这些特性通常被认为是均匀或恒定的。最近，这一观点受到了新的研究的挑战，研究表明细胞可以动态调整其材料特性以优化组织发育。在这次演讲中，我将用两个例子来说明这一点：肢体芽的延伸，我们的手臂和腿开始发育的过程；还有原肠胚形成，即单层细胞形成沟壑并进入形成新组织层的过程。通过实验和计算模型的结合，我们证明了依赖于生长梯度或细胞迁移的旧的肢体芽形成模型是不可行的，并提出了一个结合收敛伸展运动和组织软化梯度来驱动肢体伸展的新模型。在下一个例子中，我们使用线扫描布里渊显微镜来显示原肠泌乳细胞在其机械性能方面经历快速和空间变化的变化。我们将微管确定为该系统中细胞力学的潜在效应器，并通过计算模型表明，虽然更硬的细胞与更深的沟相关，但如果细胞最初随着时间的推移变得更软和更硬，则可以获得更好的结果，正如我们的测量所见。总之，我们的工作强调了在形态发生过程中进化的细胞力学特性的存在和立即博性。 |
|
|
协调粘附与排斥：细胞如何使用聚合物刷来协调生命星期五，2024年11月1日 健康科学大楼EC 1218 下午2:00 - 3:00 主持人：Abdul Malmi-Kakkada博士（amalmikakkada@augusta.edu） 多细胞生物依靠可逆黏附来协调细胞的运动和组织。迄今为止，组织形成和内聚的物理学主要集中在细胞之间的分子粘附和整个组织的力平衡上。在这次演讲中，我将介绍一种立即博但立即博的物理机制，细胞可能利用这种机制以可控的、动态的方式破坏或削弱细胞粘附。这种控制的核心是细胞快速挤出巨大的糖聚合物，在细胞界面形成聚合物刷状结构的能力。我将提供的数据证实，这种压缩刷（糖萼）产生的排斥力实质上改变了细胞的粘附状态。此外，我将分享我们的实验室如何劫持细胞的方法来定制其界面，以产生一种新型的超厚聚合物刷。我们使用这些可调刷作为仿生系统来系统地探索糖萼对贴壁细胞施加的力。实验证实，产生聚合物的酶透明质酸合成酶可以将聚合物挤压到狭窄的密闭空间中，从而导致细胞剧烈变形，甚至迫使细胞与底物分离。根据观察到的透明质酸糖萼合成在需要粘附调节的生物事件中的上调，从胚胎发生到突触发生，我认为在细胞界面上控制大透明质酸聚合物的生长和组织可能在多细胞系统中细胞组织的力学和动力学中发挥立即博作用。 |
|
|
交替磁体：物质的新阶段（?）2024年11月15日，星期五 健康科学大楼EC 1218 2:00-3:00点 主持人：Trinanjan Datta博士（tdatta@augusta.edu） 电子具有固有的角动量（自旋），当它们以平行的方式排列时，就会产生我们所熟悉的铁磁体。虽然（铁）磁体大约在2500年前被发现，但反铁磁体（电子以交错的方式以固体顺序自旋）的历史要短得多，并且在不到一个世纪前被最终观察到。在过去的5年里，人们提出了一种新的磁相的可能性，称为变磁。这种新相被认为不同于铁磁性和反铁磁性。在这次演讲中，我将结合第一性原理、量子力学模拟（密度泛函理论）和基于群论的对称方法，对变磁材料进行理论讨论。在介绍了固体中不同类型的磁性之后，我将推导出提供交变磁体定义的数学条件，然后使用计算模拟来提供真实交变材料的示例以及它们的微观和宏观性质之间的联系。 |
|
主办的系列研讨会：奥古斯塔大学研究所，科学与数学学院，物理与生物物理系
